На рисунке 1 представлена схема безрешетного молоткового измельчителя фуражного зерна, где указаны направления сил действующих на зерновку после первого удара (Fтр – сила трения, Ф – центробежная сила, N – нормальная сила, V – направление движения зерновки).

Рисунок 1 – Схема безрешетного молоткового измельчителя

Следующие параметры измельчителя:

Q- подача рабочего материала в измельчающую камеру, кг/мин;

w- угловая скорость вращения барабана, 1/с;

r- радиус рабочей камеры измельчителя, м;

- зазор между молотком и декой, м;

Из рисунка 1 видно, что основная часть рабочего режима реализуется на первой половине деки AB=S=.

Исходя из данных условий, необходимо определить количество ударов молотка по зерновке.

Дифференциальное уравнение движения материальной точки (зерновки) после удара о молоток описывается следующим образом

(2)

где –скорость движения зерновки по деке.

=r

где -угловая скорость;

;

Сила трения определяется

где f - коэффициент скольжения по деке (0,6);

m - масса зерновки.

2

(3)

Уравнение (3) - дифференциальное уравнение 2-го порядка описывает движение зерновки (материальная точка) по деке.

Далее уравнение (3) интегрируем в системе МАТНСАD:

Рисунок 2 – Траектории движения молотка и зерновки

1 – движение молотка; 2 – движение зерновки

На рисунке 2 представлены траектории движения молотка и зерновки в измельчающей камере из которой видно, что первый удар молотка по зерновке происходит в точке В («удар влет»), где зерновка получает микротрещины. А полное разрушение зерновки происходит в зоне ВС за счет использования наименее энергоемкого способа измельчения «скалывание-срез» между двумя кромками молотка и острыми ребрами граней деки.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

При разработке безрешетного измельчителя одним из основных задач являлось регулирование степени измельчения зерна, т. к. подготовленный для скармливания сельскохозяйственным животным корм должен отвечать зоотехническим требованиям, указанным в соответствующих стандартах или технических условиях на корма.

В теоретических предпосылках учитывались следующие пункты:

1.  Влияние времени дробления на степень измельчения.

2.  Статистическое распределение измельченных частиц по размерам в измельчающей камере.

Подобный процесс описан в трудах , , применивших теорию марковских случайных процессов для описания кинетики измельчения.

Наиболее близким по решению поставленной задачи является работа .

Показатель степени измельчения характеризует главным образом технологический процесс измельчения, а не крупность частиц дерти. Очевидно, что при одной и той же крупности дерти крупное зерно дает более высокие значения степени измельчения и наоборот. А модуль помола более точно отражает качественный характер измельчения частиц и тогда формула математического описания степени измельчения, предлагаемая , может быть преобразована.

Тогда интегральный показатель работы измельчителя характеризуемый величиной модуля дробления М и имеет следующий вид:

М= (4)

Введем компенсирующую часть (5) в уравнение (4) с учетом конструктивной особенности безрешетного малогабаритного молоткового измельчителя.

(5)

и в итоге получили следующую формулу:

(6)

По данной формуле в системе MATCHAD получена теоретическая зависимость М от следующих параметров: подачи материала Q, количества молотков N, окружной скорости молотков V.

v := 10…30
 

Рисунок 3 – Зависимость модуля помола от подачи материала и окружной скорости

молотков при двух молотках.

Таким образом, получена теоретическая зависимость модуля помола от подачи материала, окружной скорости и количества молотков. Из данной зависимости видно, что модуль помола уменьшается с понижением подачи материала и увеличением окружной скорости молотков. По данной формуле можно рассчитать модуль помола при изменении конструктивно-режимных параметров измельчителя.

Для рассмотрения влияния конструктивных параметров на процесс измельчения составлено уравнение движения системы «барабан-молоток».

Составим дифференциальное уравнение движения системы «барабан-молоток» в виде уравнения Лагранжа:

(7)

Система имеет две степени свободы. В качестве обобщенных координат этой системы выберем следующие параметры:

1. - угол поворота барабана относительно оси вращения ротора

2. - угол поворота молотка относительно оси подвеса.

Тогда уравнения Лагранжа будет иметь вид:

Далее после решения задачи нами получено окончательное уравнение системы, которое имеет следующий вид:

(8)

Для определения углов отклонения j и y производится интегрирование уравнения (8) в системе Mathcad. На рисунке 4 представлены графики изменения углов j , y в зависимости от времени t.

Рисунок 4 – Графики изменения относительных углов j и y

в зависимости от времени

Графики показывают, что отклонение молотка от радиальной линии происходит более интенсивно по частоте и в сторону обратную от вращения ротора, в то время, как ротор отклоняется в сторону направления вращения самого ротора.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5